Draagbare patch controleert planten op ziekte en stress

De sensorpleister zit op het blad van een plant

Onderzoekers hebben een nieuwe patch ontwikkeld die planten kunnen "dragen" om continu te controleren op ziekten of andere stress, zoals gewasschade of extreme hitte.

"We hebben een draagbare sensor gemaakt die plantstress en ziekte op een niet-invasieve manier bewaakt door de vluchtige organische stoffen (VOS) te meten die door planten worden uitgestoten", zegt Qingshan Wei, assistent-professor chemische en biomoleculaire engineering aan de North Carolina State University en co -corresponderende auteur van een paper over het werk.

Huidige testmethoden voor: plantenstress of ziekte omvatten het nemen van plantenweefselmonsters en het uitvoeren van een test in een laboratorium. Dit geeft telers echter maar één meting en er is een tijdsverloop tussen het moment waarop telers een monster nemen en het moment waarop ze de testresultaten krijgen.

Planten stoten onder verschillende omstandigheden verschillende combinaties van VOS uit. Door zich te richten op VOC's die relevant zijn voor specifieke ziekten of plantenstress, kunnen de sensoren gebruikers waarschuwen voor specifieke problemen.

“Onze technologie monitoren VOS-emissies continu uit de plant, zonder de plant te beschadigen”, zegt Wei. “Het prototype dat we hebben gedemonstreerd slaat deze monitoringgegevens op, maar toekomstige versies zullen de gegevens draadloos verzenden. Met wat we hebben ontwikkeld, kunnen telers problemen in het veld identificeren - ze hoeven niet te wachten op testresultaten van een laboratorium."

De rechthoekige patches zijn 30 millimeter (1.18 inch) lang en bestaan ​​uit een flexibel materiaal met op grafeen gebaseerde sensoren en flexibele zilveren nanodraden. De sensoren zijn gecoat met verschillende chemische liganden die reageren op de aanwezigheid van specifieke VOS, waardoor het systeem VOS kan detecteren en meten in gassen die de bladeren van de plant uitstoten.

De onderzoekers testten een prototype van het apparaat op tomatenplanten. Het prototype is opgezet om te monitoren op twee soorten stress: fysieke schade aan de plant en infectie door P. infestans, de ziekteverwekker die late bacterievuurziekte bij tomaten. Het systeem detecteerde VOC-veranderingen die verband hielden met de fysieke schade binnen één tot drie uur, afhankelijk van hoe dicht de schade zich bij de plek van de pleister bevond.

Detectie van de aanwezigheid van P. infestans duurde langer. De technologie nam geen veranderingen in VOS-emissies waar tot drie tot vier dagen nadat onderzoekers de tomatenplanten hadden geënt.

"Dit is niet duidelijk sneller dan het verschijnen van visuele symptomen van Phytophthora", zegt Wei. “Het monitoringsysteem zorgt er echter voor dat telers niet afhankelijk zijn van het detecteren van minieme visuele symptomen. Door continue monitoring kunnen telers plantenziekten zo snel mogelijk identificeren, waardoor ze de verspreiding van de ziekte kunnen beperken."

"Onze prototypes kunnen al 13 verschillende plant-VOC's met hoge nauwkeurigheid detecteren, waardoor gebruikers een aangepaste sensorarray kunnen ontwikkelen die zich richt op de stress en ziekten waarvan een teler denkt dat ze het meest relevant zijn", zegt Yong Zhu, hoogleraar mechanische en ruimtevaarttechniek en co -corresponderende auteur van het artikel.

"Het is ook belangrijk op te merken dat de materialen vrij goedkoop zijn", zegt Zhu. "Als de productie zou worden opgeschaald, denken we dat deze technologie betaalbaar zou zijn. We proberen een praktische oplossing te ontwikkelen voor een reëel probleem, en we weten dat de kosten een belangrijke overweging zijn.”

De onderzoekers werken momenteel aan de ontwikkeling van een patch van de volgende generatie die kan controleren op temperatuur, vochtigheid en andere omgevingsvariabelen, evenals VOC's. En terwijl de prototypes op batterijen werkten en de gegevens ter plaatse opsloegen, zijn de onderzoekers van plan om toekomstige versies op zonne-energie te laten werken en draadloze gegevensoverdracht mogelijk te maken.

Zheng Li, een voormalig postdoc bij NC State die nu assistent-professor is aan de Universiteit van Shenzhen, en Yuxuan Li, een PhD-student aan NC State, zijn co-eerste auteurs van het artikel, gepubliceerd in het tijdschrift Materie. Extra co-auteurs zijn van Stony Brook University en NC State.

Het werk kreeg steun van het Amerikaanse ministerie van landbouw, de National Science Foundation en NC State.

Bron: NC-staat

Over de auteur

Matt Shipman-NC State

boeken-tuinieren

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Futurity

 

Meer artikelen van deze auteur

Dit vind je misschien ook leuk

BESCHIKBARE TALEN

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

INNERSEL VOICES

blij vrouwengezicht
Hoe ervaar je een mystieke staat van bewustzijn?
by Ora Nadrich
Wat het ook is waar we plezier van zoeken, vertrouwend op externe dingen om ons high of een gevoel te geven...
een wazige klok die zich uitbreidt over een sterrenachtergrond
Horoscoop huidige week: 6 - 12 december 2021
by Pam Younghans
Dit wekelijkse astrologische dagboek is gebaseerd op planetaire invloeden en biedt perspectieven en ...
12 05 van stijfheid naar verandering 647528 compleet
Van stijfheid naar verandering
by Marie T. Russell, InnerSelf.com
Om dingen of mensen te laten veranderen, moeten ze flexibel zijn. Een wilg buigt in de wind...
man en hond voor gigantische sequoia's in Californië
De kunst van constant wonder: dank je, leven, voor deze dag
by Pierre Pradervand
Een van de grootste geheimen van het leven is om te weten hoe je je constant kunt verwonderen over het bestaan ​​en over de...
Foto: Totale zonsverduistering op 21 augustus 2017.
Horoscoop: week van 29 november - 5 december 2021
by Pam Younghans
Dit wekelijkse astrologische dagboek is gebaseerd op planetaire invloeden en biedt perspectieven en ...
jonge jongen die door een verrekijker kijkt
De kracht van vijf: vijf weken, vijf maanden, vijf jaar
by Shelly Tygielski
Soms moeten we loslaten wat is om ruimte te maken voor wat komt. Natuurlijk, het hele idee van...
man eet fastfood
Het gaat niet om het eten: te veel eten, verslavingen en emoties
by Jude Bijou
Wat als ik je zou vertellen dat een nieuw dieet genaamd "It's Not About the Food" aan populariteit wint en...
vrouw die danst in het midden van een lege snelweg met een skyline van de stad op de achtergrond
De moed hebben om trouw te zijn aan onszelf
by Marie T. Russell, InnerSelf.com
Ieder van ons is een uniek individu, en dus lijkt het erop dat ieder van ons een...
Creative Awakening gedurende de maand juni
Creative Awakening gedurende de maand juni
by Sarah Varcas
De komende maand komt met een vloeiende en creatieve onderliggende energie, zacht maar krachtig, die tot...
Etherische oliën gebruiken om communicatielijnen te openen
Etherische oliën gebruiken om communicatielijnen te openen
by Vannoy Gentles Fite
Deze oliën en recepten zullen ons zeker helpen bij het openen van communicatielijnen tussen onze geliefde ...
Flexibele voorbereiding in juli: de ups en downs van emotie en enthousiasme
Flexibele voorbereiding in juli: de ups en downs van emotie en enthousiasme
by Sarah Varcas
De energie van de komende maand is moeilijk vast te pinnen. Net als we het gevoel hebben dat we 'hebben' wat nodig is en...

Geselecteerd voor InnerSelf Magazine

MEEST GELEZEN

Hoe wonen aan de kust verband houdt met een slechte gezondheid
Hoe wonen aan de kust verband houdt met een slechte gezondheid
by Jackie Cassell, hoogleraar eerstelijns epidemiologie, honorair adviseur volksgezondheid, Brighton en Sussex Medical School
De precaire economieën van veel traditionele badplaatsen zijn nog verder gedaald sinds de…
De meest voorkomende problemen voor Earth Angels: Love, Fear en Trust
De meest voorkomende problemen voor Earth Angels: Love, Fear en Trust
by Sonja Grace
Terwijl je ervaart dat je een aardse engel bent, zul je ontdekken dat het pad van dienst doorzeefd is met ...
Hoe kan ik weten wat het beste voor mij is?
Hoe kan ik weten wat het beste voor mij is?
by Barbara Berger
Een van de grootste dingen die ik heb ontdekt door elke dag met klanten te werken, is hoe extreem moeilijk ...
Eerlijkheid: de enige hoop op nieuwe relaties
Eerlijkheid: de enige hoop op nieuwe relaties
by Susan Campbell, Ph.D.
Volgens de meeste singles die ik tijdens mijn reizen heb ontmoet, is de typische datingsituatie beladen ...
Een astroloog introduceert de negen gevaren van astrologie
Een astroloog introduceert de negen gevaren van astrologie
by Tracy Marks
Astrologie is een krachtige kunst die ons leven kan verbeteren door ons in staat te stellen onze eigen ...
Alle hoop opgeven kan voordelig voor je zijn
Alle hoop opgeven kan voordelig voor je zijn
by Jude Bijou, MA, MFT
Als je wacht op een verandering en gefrustreerd bent dat het niet gebeurt, zou het misschien nuttig zijn om ...
Chakra Healing Therapy: dansen naar de innerlijke kampioen
Chakra Healing Therapy: dansen naar de innerlijke kampioen
by Glen Park
Flamencodansen is een genot om naar te kijken. Een goede flamencodanseres straalt een uitbundig zelfvertrouwen uit ...
Een stap naar vrede ondernemen door onze relatie met het denken te veranderen
Stappen naar vrede door onze relatie met het denken te veranderen
by John Ptacek
We brengen ons leven door ondergedompeld in een vloed van gedachten, niet wetend dat een andere dimensie van bewustzijn ...

Nieuwe attitudes - nieuwe mogelijkheden

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Alle rechten voorbehouden.